Coefficiente di portanza — ingegnerismo.it

Il coefficiente di portanza $C_L$ è il numero adimensionale che normalizza la forza di portanza $L$ rispetto alla pressione dinamica $q_\infty = \frac{1}{2}\rho V_\infty^2$ e alla superficie alare di riferimento $S$ :

C_L = \dfrac{L}{\dfrac{1}{2}\rho V_\infty^2 S}

Questa definizione è scelta affinché $C_L$ dipenda solo dalle caratteristiche geometriche del profilo e dall’angolo di attacco, risultando (in linea di principio) indipendente da densità, velocità e dimensioni assolute dell’ala. In pratica, $C_L$ dipende debolmente anche dal numero di Reynolds e dal numero di Mach.

Comportamento tipico: per profili subsonici nella zona lineare, il $C_L$ cresce con l’angolo di attacco con pendenza $C_{L_\alpha} \approx 2\pi$ rad $^{-1}$ (teoria di Thin Airfoil), e presenta un valore non nullo all’angolo di attacco zero per profili con curvatura positiva. Il valore massimo $C_{L,\max}$ è raggiunto all’angolo critico di stallo; superato quello, $C_L$ crolla.

Valori indicativi:

Profilo pulito in crociera: $C_L \approx 0{,}3$ – $0{,}5$
$C_{L,\max}$ senza ipersostentatori: $\approx 1{,}2$ – $1{,}5$
$C_{L,\max}$ con flap estesi: $\approx 2{,}5$ – $3{,}5$

Il $C_L$ è misurato sperimentalmente in galleria del vento o calcolato numericamente con metodi CFD, e costituisce il dato di ingresso fondamentale per il dimensionamento delle ali e il calcolo delle prestazioni di volo.